




版權(quán)說明:本文檔由用戶提供并上傳,收益歸屬內(nèi)容提供方,若內(nèi)容存在侵權(quán),請進(jìn)行舉報(bào)或認(rèn)領(lǐng)
文檔簡介
1、超聲波霧化器 摘 要 在日常生活中霧化器得到了廣泛的應(yīng)用,但是現(xiàn)有的霧化器都需要手工控 制開啟和關(guān)閉并且不具備對室內(nèi)空氣溫濕度的監(jiān)測,人們在使用過程中存在過 度加濕和干燒的問題,不僅給室內(nèi)空氣舒適度造成負(fù)面影響并且還存在安全隱 患。因此開發(fā)設(shè)計(jì)一種價(jià)格低廉、功耗低、具有自動控制功能的霧化器顯得尤 為必要。本設(shè)計(jì)采用智能控制,以 AT80S51 單片機(jī)為核心,外接輔助電路,通 過實(shí)現(xiàn)加濕器的防干燒、聲光報(bào)警、智能開啟和關(guān)閉以及室內(nèi)溫濕度的顯示功 能基本實(shí)現(xiàn)霧化器的智能化。 關(guān)鍵詞:單片機(jī);智能;霧化器;相對濕度;傳感器; 目 錄 第 1 章 緒論 .5 1.1 概況 .5 1.2 本文研究內(nèi)容
2、.5 第 2 章 CPU 最小系統(tǒng)設(shè)計(jì).5 2.1 總體設(shè)計(jì)方案 .6 2.2 CPU 的選擇.7 2.3 數(shù)據(jù)存儲器擴(kuò)展 .8 2.4 復(fù)位電路設(shè)計(jì) .9 2.5 時(shí)鐘電路設(shè)計(jì) .10 2.6 CPU 最小系統(tǒng)圖.11 第 3 章 輸入輸出接口電路設(shè)計(jì) .11 3.1 傳感器的選擇 .11 3.2 檢測接口電路設(shè)計(jì) .12 3.2.1 A/D轉(zhuǎn)換器選擇.12 3.2.2 模擬量檢測接口電路圖.12 3.3 輸出接口電路設(shè)計(jì) .13 3.4 人機(jī)對話接口電路設(shè)計(jì) .13 第 4 章 系統(tǒng)設(shè)計(jì)與分析 .15 4.1 系統(tǒng)原理圖 .15 4.2 系統(tǒng)原理綜述 .15 文獻(xiàn) .17 第 1 章 緒論
3、 1.1 概況 用途功能:超聲波加濕器是采用超聲波高頻振蕩的原理,將水霧化為一至 五微米的超微粒子,通過風(fēng)動裝置,將水霧擴(kuò)散到空氣中,從而達(dá)到均勻加濕 空氣的目的。 現(xiàn)狀: 現(xiàn)有生產(chǎn)五個系列的產(chǎn)品,其基本單元均為組合或者說集成式超聲 波霧化器,其整體還有電源系統(tǒng)、供水系統(tǒng)、水霧輸送系統(tǒng)等,另根據(jù)不同的 使用場所、不同形式、不同要求設(shè)計(jì)的不銹鋼機(jī)體,組裝為不同的超聲波工業(yè) 加濕設(shè)備?,F(xiàn)有生產(chǎn)五個系列的產(chǎn)品,所具有的差別主要是在應(yīng)用領(lǐng)域不同、 控制方式不同、霧化量不同等幾個方面。首先,應(yīng)用領(lǐng)域五個系列多種領(lǐng)域; 其次;每個領(lǐng)域有側(cè)重不同的控制方式;第三,每個場所有不同的加濕量。 1.2 本文研究內(nèi)
4、容 根據(jù)任務(wù)書內(nèi)容進(jìn)行描述(要完成的功能以及設(shè)計(jì)的內(nèi)容)根據(jù)任務(wù)書內(nèi)容進(jìn)行描述(要完成的功能以及設(shè)計(jì)的內(nèi)容) 系統(tǒng)軟件實(shí)現(xiàn)的功能:系統(tǒng)軟件實(shí)現(xiàn)的功能: 1) 通過 LED 顯示溫濕度值及水位; 2) 比較監(jiān)測到的水位,發(fā)現(xiàn)低水位時(shí)自動掉電并聲光報(bào)警; 3) 根據(jù)相對濕度值控制加濕器的開關(guān)。 本課題研究主要涉及以下方面:本課題研究主要涉及以下方面: 1)通過對控制系統(tǒng)的功能及要求確定總體設(shè)計(jì)方案 2)系統(tǒng)硬件電路的設(shè)計(jì)與開發(fā) 3)系統(tǒng)軟件程序的設(shè)計(jì)與調(diào)試 4)系統(tǒng)性能測試 本設(shè)計(jì)將采用智能控制,以本設(shè)計(jì)將采用智能控制,以 AT80S51AT80S51 單片機(jī)為核心,外接輔助電路,通過單片機(jī)為核心
5、,外接輔助電路,通過 實(shí)現(xiàn)加濕器的防干燒、聲光報(bào)警、智能開啟和關(guān)閉以及室內(nèi)溫濕度的顯示功能實(shí)現(xiàn)加濕器的防干燒、聲光報(bào)警、智能開啟和關(guān)閉以及室內(nèi)溫濕度的顯示功能 基本實(shí)現(xiàn)加濕器的智能化。基本實(shí)現(xiàn)加濕器的智能化。 第 2 章 cpu 最小系統(tǒng)設(shè)計(jì) 2.1 總體設(shè)計(jì)方案 根據(jù)任務(wù)書中的設(shè)計(jì)要求以及設(shè)計(jì)內(nèi)容,畫出總體方案框圖,并簡要說明各模 塊功能。 電子式互感器電子式互感器 采集器采集器 合并單元 智能終端 過程層交換機(jī) . . 圖圖 2.12.1 過程層原理框圖過程層原理框圖 表表 1.11.1 變電站情況變電站情況 圖圖 1-11-1 自動加濕器功能原理圖自動加濕器功能原理圖 溫度檢測:利用 D
6、S18B20 數(shù)字溫度傳感器檢測環(huán)境實(shí)時(shí)溫度 濕度檢測:兩個溫度傳感器分別采集室內(nèi)空氣的干濕球溫度,并將采集的 溫度傳送至單片機(jī)。單片機(jī)對這兩個數(shù)據(jù)加以處理并結(jié)合室內(nèi)濕度要求加濕器 項(xiàng)目名稱本期規(guī)模 變壓器2 臺 35kV 進(jìn)線2 回 10kV 出線6 回 10kV 電容器組2 臺 35kV 外橋接線電氣主接線 10kV 單母分段接線 單片機(jī) 溫度傳感器 1 溫度傳感器 2 1602LCD 顯示屏 水位傳感器 加濕器開關(guān) 聲光報(bào)警器 的 開啟和閉合 液位檢測:利用 BZ0504 液位開關(guān)檢測水槽實(shí)時(shí)液位。判斷有水時(shí)輸出 0V,無水時(shí) 5V。 單片機(jī)控制:我們標(biāo)配的是 AT80S51,作為核心部
7、件,實(shí)現(xiàn)對內(nèi)部功能的 控制。 液晶顯示:利用 1602 液晶顯示模塊。顯示實(shí)時(shí)的溫濕度。 聲光報(bào)警:當(dāng)檢測的液位低于安全值時(shí),蜂鳴器響且 LED 燈閃亮,提醒用 戶給水槽加水。 2.2 CPU 的選擇 根據(jù)設(shè)計(jì)要求以及設(shè)計(jì)內(nèi)容,說明 CPU 的型號,并簡要介紹所選擇 CPU 的內(nèi)部 資源以及引腳結(jié)構(gòu)圖。 T89C2051 是一種帶 2K 字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲器的單片機(jī)。單片機(jī)的可擦除 只讀存儲器可以反復(fù)擦除 1000 次。該器件采用 ATMEL 高密度非易失存儲器制造技術(shù)制造, 與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的 MCS-51 指令集和輸出管腳相兼容。由于將多功能 8 位 CPU 和閃爍存儲器組合 在單個芯
8、片中,ATMEL 的 AT89S51 是一種高效微控制器,AT89C2051 是它的一種精簡版本。 AT89S51 單片機(jī)為很多嵌入式控制系統(tǒng)提供了一種靈活性高且價(jià)廉的方案。外形及引腳排 列如圖 2-1 所示 圖圖 2-22-2 AT89S51AT89S51 芯片引腳圖芯片引腳圖 AT89S51 共有 40 個引腳,大致可分為 4 類:電源引腳、時(shí)鐘電路引腳、I/O 引腳、控 制線引腳。根據(jù)開發(fā)的需要和單片機(jī)的結(jié)構(gòu),我們就可以實(shí)現(xiàn)單片機(jī)的自動工作,即實(shí)現(xiàn) 自動化! 2.3 數(shù)據(jù)存儲器擴(kuò)展 結(jié)合設(shè)計(jì)題目說明擴(kuò)展數(shù)據(jù)存儲器必要性,闡明控制的數(shù)據(jù)存儲器型號,并簡 要概括其性能,再加上 CPU 與數(shù)據(jù)
9、存儲器的硬件原理圖。 擴(kuò)展數(shù)據(jù)存儲器電路常用 RAM 芯片:Intel 6116(2KB)、6264(8KB)、 62256(32KB)等。 RAM 是用來存放各種數(shù)據(jù)的,MCS-51 系列 8 位單片機(jī)內(nèi)部有 128BRAM 存儲 器,CPU 對內(nèi)部 RAM 具有豐富的操作指令。但是,當(dāng)單片機(jī)用于實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集 或處理大批量數(shù)據(jù)時(shí),僅靠片內(nèi)提供的 RAM 是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。此時(shí),我們可以利 用單片機(jī)的擴(kuò)展功能,擴(kuò)展外部數(shù)據(jù)存儲器。實(shí)訓(xùn) 6 的參考程序 1 就是一個擴(kuò) 展 RAM 的使用實(shí)例。 常用的外部數(shù)據(jù)存儲器有靜態(tài) RAM(Static Random Access MemorySRAM)和動態(tài)
10、 RAM(Dynamic Random Access MemoryDRAM) 兩種。前者讀/寫速度高,一般都是 8 位寬度,易于擴(kuò)展,且大多數(shù)與相同容量 的 EPROM 引腳兼容,有利于印刷板電路設(shè)計(jì),使用方便;缺點(diǎn)是集成度低,成 本高,功耗大。后者集成度高,成本低,功耗相對較低;缺點(diǎn)是需要增加一個 刷新電路,附加另外的成本。 MCS-51 單片機(jī)擴(kuò)展片外數(shù)據(jù)存儲器的地址線也 是由 P0 口和 P2 口提供的,因此最大尋址范圍為 64KB(0000HFFFFH) 。 一 般情況下,SRAM 用于僅需要小于 64KB 數(shù)據(jù)存儲器的小系統(tǒng),DRAM 經(jīng)常用于需 要大于 64KB 的大系統(tǒng)。 圖圖
11、2-32-3 數(shù)據(jù)存儲擴(kuò)展電路圖數(shù)據(jù)存儲擴(kuò)展電路圖 2.4 復(fù)位電路設(shè)計(jì) 闡述復(fù)位電路的重要性;畫出復(fù)位電路原理圖,說明復(fù)位條件以及復(fù)位過程 復(fù)位電路的基本功能是:系統(tǒng)上電時(shí)提供復(fù)位信號,直至系統(tǒng)電源穩(wěn)定后,撤銷復(fù)位 信號。為可靠起見,電源穩(wěn)定后還要經(jīng)一定的延時(shí)才撤銷復(fù)位信號,以防電源開關(guān)或電源 插頭分-合過程中引起的抖動而影響復(fù)位。圖 3-3 所示的 RC 復(fù)位電路可以實(shí)現(xiàn)上述基本功 能,圖 3 為其輸入-輸出特性。但解決不了電源毛刺(A 點(diǎn))和電源緩慢下降(電池電壓不 足)等問題 而且調(diào)整 RC 常數(shù)改變延時(shí)會令驅(qū)動能力變差。左邊的電路為高電平復(fù)位有效 右邊為低電平 Sm 為手動復(fù)位開關(guān)
12、Ch 可避免高頻諧波對電路的干擾。 圖圖 2-42-4 上電及手動復(fù)位電路圖上電及手動復(fù)位電路圖 2.5 時(shí)鐘電路設(shè)計(jì) 闡述時(shí)鐘電路的重要性;畫出時(shí)鐘電路原理圖,說明復(fù)電容參數(shù)值以及晶振頻 率 時(shí)鐘電路用于產(chǎn)生 MCS-51 單片機(jī)工作時(shí)所必須的時(shí)鐘控制信號,MCS-51 單片機(jī)的內(nèi)部電路在時(shí)鐘信號的控制下,嚴(yán)格的執(zhí)行指令進(jìn)行工作,在執(zhí)行指 令時(shí),CPU 首先要到程序存儲器中取出所需要的指令操作碼,然后譯碼,并由 時(shí)序電路產(chǎn)生一系列控制信號去完成指令所規(guī)定的操作。CPU 發(fā)出的時(shí)序信號 有兩類,一類用于片內(nèi)對各個功能部件的控制,另一類用于對片外存儲器或 I/O 端口的控制。 MCS-51 單片
13、機(jī)各功能部件的運(yùn)行都是以時(shí)鐘信號為基準(zhǔn), 有條不紊地一拍一拍地工作,因此時(shí)鐘頻率直接影響單片的速度,時(shí)鐘電路的 質(zhì)量也直接影響單片機(jī)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。常用的時(shí)鐘設(shè)計(jì)電路有兩種方式,一種 是內(nèi)部時(shí)鐘方式,一種是外部時(shí)鐘方式。 圖圖 2-52-5 時(shí)鐘電路設(shè)計(jì)圖時(shí)鐘電路設(shè)計(jì)圖 2.6 CPU 最小系統(tǒng)圖 根據(jù)上述 4 節(jié)圖,形成完整的 CPU 最小系統(tǒng)圖 圖圖 2-62-6 CpuCpu 最小系統(tǒng)圖最小系統(tǒng)圖 第 3 章 輸入輸出接口電路設(shè)計(jì) 3.1 傳感器的選擇 根據(jù)所要檢測或要控制的任務(wù),首先確定傳感器,并介紹傳感器的性能等特性。 傳感器是一種檢測裝置,能感受到被測量的信息,并能將檢測感受到的信
14、息,按一定規(guī)律變換成為電信號或其他所需形式的信息輸出,以滿足信息的傳 輸、處理、存儲、顯示、記錄和控制等要求。它是實(shí)現(xiàn)自動檢測和自動控制的 首要環(huán)節(jié)。 3.2 檢測接口電路設(shè)計(jì) 3.2.1A/D 轉(zhuǎn)換器選擇 根據(jù)設(shè)計(jì)參數(shù)以及要求,選擇 A/D 轉(zhuǎn)換器芯片,并介紹其性能特性,轉(zhuǎn)換精度。 模數(shù)轉(zhuǎn)換器即 A/D 轉(zhuǎn)換器,或簡稱 ADC,通常是指一個將模擬信號轉(zhuǎn)變?yōu)?數(shù)字信號的電子元件。通常的模數(shù)轉(zhuǎn)換器是將一個輸入電壓信號轉(zhuǎn)換為一個輸 出的數(shù)字信號。由于數(shù)字信號本身不具有實(shí)際意義,僅僅表示一個相對大小。 故任何一個模數(shù)轉(zhuǎn)換器都需要一個參考模擬量作為轉(zhuǎn)換的標(biāo)準(zhǔn),比較常見的參 考標(biāo)準(zhǔn)為最大的可轉(zhuǎn)換信號大小
15、。而輸出的數(shù)字量則表示輸入信號相對于參考 信號的大小。 模數(shù)轉(zhuǎn)換器最重要的參數(shù)是轉(zhuǎn)換的精度與轉(zhuǎn)換速率,通常用輸出的數(shù) 字信號的二進(jìn)制位數(shù)的多少表示精度,用每秒轉(zhuǎn)換的次數(shù)來表示速率。轉(zhuǎn)換器 能夠準(zhǔn)確輸出的數(shù)字信號的位數(shù)越多,表示轉(zhuǎn)換器能夠分辨輸入信號的能力越 強(qiáng),轉(zhuǎn)換器的性能也就越好。高精度高速度的 A/D 轉(zhuǎn)換器在軍事,太空,醫(yī)療 等尖端領(lǐng)域有著致關(guān)重要的地位。 3.2.2 模擬量檢測接口電路圖 畫出有傳感器、CPU、AD 轉(zhuǎn)換器等電路連接圖,即完整的模擬量檢測硬件電路。 圖圖 3-2-23-2-2 模擬量檢測接口電路圖模擬量檢測接口電路圖 3.3 輸出接口電路設(shè)計(jì) 圖圖 3-33-3 單片機(jī)
16、與時(shí)鐘、液晶顯示器及按鍵接口電路圖單片機(jī)與時(shí)鐘、液晶顯示器及按鍵接口電路圖 3.4 人機(jī)對話接口電路設(shè)計(jì) 該部分主要是設(shè)計(jì)鍵盤和顯示器,根據(jù)設(shè)計(jì)具體情況設(shè)計(jì)合理的鍵盤和顯示。 鍵盤是由若干按鍵組合而成的,常采用矩陣式連接,稱為矩陣式鍵盤,即 每條水平線和垂直線在交叉處通過一個按鍵加以連接。當(dāng)需要的鍵數(shù)比較多時(shí), 采用矩陣連接可以減少 I/O 口的占用。 利用 LED 點(diǎn)陣式顯示模塊不僅可以顯示數(shù)字,也可顯示所有西文字母和符 號,與由單個發(fā)光二極管組合連成的顯示器相比,具有焊點(diǎn)少、連線少,所有 亮點(diǎn)在同平面、亮度均勻、外形美觀等優(yōu)點(diǎn),可以代替數(shù)碼管、符號管和米字 管。如果將多塊組合,可以構(gòu)成大屏
17、幕顯示屏,用于漢字、圖形、圖表等等的 顯示,因此被廣泛用于機(jī)場、車站、碼頭、銀行及許多公共場所的指示、說明、 廣告等場合。 第 4 章系統(tǒng)設(shè)計(jì)與分析 4.1 系統(tǒng)原理圖 圖圖 4-14-1 超聲波霧化器原理圖超聲波霧化器原理圖 4.2 系統(tǒng)原理綜述 該霧化器具有以下特點(diǎn):分體式,即超聲霧化頭與電源和電路部分完全分離; 便攜式,體積小、即插即用、設(shè) 有自保功能;高可靠,可全天候工作;霧化量 大,與別墅的山水盆景配套可發(fā)生云霧繚繞的動感;特別適合過 分干燥的環(huán)境 對空氣加濕,以利人的呼吸;在水中加入適量的某種溶劑,給被污染的居住環(huán) 境消毒,以預(yù)防疾 ?。ㄈ绨焉钣么锥〞r(shí)霧化,可預(yù)防流感) 。 此主
18、題相關(guān)圖 片如下: 一、電路工作原理。 該霧化器電路如圖所示,電源變壓器 ()經(jīng)降壓( )送整流和 、濾波后給電路提供工作電壓。霧化器工作電路由振蕩器、換能器和 水位控 制電路等組成。 振蕩器和換能器。 電路中的振蕩器是一種由高頻壓電陶瓷片(超聲 換能器)組成的工作振蕩器, 其振蕩頻率為(決定于選定的 ) 。晶體三極管和電容器、等構(gòu)成電容三點(diǎn) 式振蕩器電路。 和電感等效并聯(lián)的諧振頻率比工作頻率低,其作用是決定工作振蕩器 的振蕩幅度; 和電感等效串聯(lián)的諧振頻率比工作頻率高,其作用是決 定工作振蕩器的反饋量,以保證振蕩器起振和維 持電路的可靠振蕩。壓電陶瓷 片具有很大的等效電感,它除決定電路的工作頻率外,同時(shí)又是霧化器的 工 作負(fù)載。若更換壓電陶瓷片,無需調(diào)整電路其他參數(shù),其振蕩器頻率也 能自動跟蹤新的壓電陶瓷片的頻率 而工作。 水位控制和偏置電路。 電路中的超聲換能器(又稱霧化頭)和其上 安裝的兩根水位控制觸針, 他們是浸沒
溫馨提示
- 1. 本站所有資源如無特殊說明,都需要本地電腦安裝OFFICE2007和PDF閱讀器。圖紙軟件為CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.壓縮文件請下載最新的WinRAR軟件解壓。
- 2. 本站的文檔不包含任何第三方提供的附件圖紙等,如果需要附件,請聯(lián)系上傳者。文件的所有權(quán)益歸上傳用戶所有。
- 3. 本站RAR壓縮包中若帶圖紙,網(wǎng)頁內(nèi)容里面會有圖紙預(yù)覽,若沒有圖紙預(yù)覽就沒有圖紙。
- 4. 未經(jīng)權(quán)益所有人同意不得將文件中的內(nèi)容挪作商業(yè)或盈利用途。
- 5. 人人文庫網(wǎng)僅提供信息存儲空間,僅對用戶上傳內(nèi)容的表現(xiàn)方式做保護(hù)處理,對用戶上傳分享的文檔內(nèi)容本身不做任何修改或編輯,并不能對任何下載內(nèi)容負(fù)責(zé)。
- 6. 下載文件中如有侵權(quán)或不適當(dāng)內(nèi)容,請與我們聯(lián)系,我們立即糾正。
- 7. 本站不保證下載資源的準(zhǔn)確性、安全性和完整性, 同時(shí)也不承擔(dān)用戶因使用這些下載資源對自己和他人造成任何形式的傷害或損失。
最新文檔
- 雜志閱讀活動方案
- 景區(qū)巡回演繹活動方案
- 暑假保安體驗(yàn)活動方案
- 村民夜話活動方案
- 暑期社區(qū)教育活動方案
- 春節(jié)酒店活動方案
- 曹縣開齋節(jié)活動方案
- 果汁促銷活動方案
- 暖心公司團(tuán)建活動方案
- 普洱一元游景區(qū)活動方案
- 銀行保密知識培訓(xùn)課件
- 硫化氫題庫及答案
- 2025年中國農(nóng)機(jī)流通行業(yè)市場全景評估及發(fā)展戰(zhàn)略規(guī)劃報(bào)告
- 低壓培訓(xùn)課件
- 2025-2030中國洗胃機(jī)產(chǎn)業(yè)運(yùn)營現(xiàn)狀分析與未來前景趨勢展望報(bào)告
- Unit 2 Home Sweet Home 第3課時(shí)(Section A 3a-3c) 2025-2026學(xué)年人教版英語八年級下冊
- 安全生產(chǎn)月題庫-安全生產(chǎn)知識競賽題庫(1800道)
- 教師團(tuán)隊(duì)協(xié)作與溝通能力
- 保安公司薪酬管理制度
- 2025年計(jì)劃生育與婦幼健康考試試題及答案
- 2025至2030中國廢銅行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢與投資風(fēng)險(xiǎn)報(bào)告
評論
0/150
提交評論